Что заставляет птиц мигрировать, когда они делают? Это один из самых устойчивых вопросов биологии, обдуманный со времен Аристотеля. К настоящему времени ученые знают, что на миграцию влияет множество факторов, как внутренних, так и внешних, от погоды до дневного света и часов тела. Но как эти факторы работают вместе, чтобы предсказать, когда какой-либо конкретный вид птиц начнет свой собственный полет, все еще остается загадкой.
Модель нового типа может, если не разгадать тайну, по крайней мере дать ученым инструмент для точного прогнозирования миграции.
«Мы разработали систему прогнозирования миграции птиц для всего континентального США, и она точна за несколько дней», - говорит Бенджамин Ван Дорен, кандидат наук в Оксфордском университете, который руководил исследованием. «Это позволяет нам достаточно точно прогнозировать количество птиц, которые мигрируют ночью весной».
Ван Дорен и его команда в Оксфордском и Корнелльском университетах предоставили данные десятилетней миграции весенних птиц и доплеровские данные РЛС из Национальной службы погоды в модель машинного обучения, научив ее распознавать различные атмосферные условия, связанные с миграцией. Самым сильным фактором была температура - более теплая погода приносит листья и клопы, пищу для многих видов перелетных птиц. Другие факторы, такие как ветер, также важны. Птица, которая уходит в чрезмерно ветренную погоду, может сбиться с курса, потенциально на опасную территорию, такую как открытый океан. Во время пика миграции в мае около 420 миллионов птиц путешествуют над головой ночью; модель может предсказать их отправление за семь дней.
Исследование было опубликовано сегодня в журнале Science .
По словам Ван Дорена, прогнозирование миграции птиц может быть чрезвычайно полезным для целей сохранения. Он объясняет, что птицы не имеют тенденцию мигрировать в постоянном потоке, а скорее в виде драматических волн или импульсов. Если бы эти волны были известны заранее, люди могли бы принять меры, чтобы уберечь мигрирующих птиц от вреда. Это может включать в себя выключение света в зданиях, подверженных столкновениям с птицами, или отключение ветряных турбин во время прохождения птиц.
«Если мы сможем определить небольшое количество ночей, когда происходят эти огромные импульсы, мы можем заставить людей действовать», - говорит Ван Дорен.
Ночные прогнозы миграции карты для Соединенных Штатов. Более теплые цвета указывают на то, что модель предсказывает большее количество мигрирующих птиц. (Бенджамин Ван Дорен) Прогноз также может быть полезен для интересов военной или коммерческой авиации, чтобы избежать столкновений с птицами. Это также, ну, круто, и Ван Дорен надеется, что это поможет вовлечь публику в бедственное положение птиц и природы в целом.
«Я считаю птиц действительно великими представителями природного мира, потому что они являются видимыми и харизматичными организмами, в частности перелетными птицами», - говорит он.
Следующими шагами для Ван Дорена и его команды будет адаптация прогнозов миграции для различных заинтересованных сторон - прогнозов миграции, скажем, для низколетящих военных самолетов или для владельцев зданий, стремящихся избежать столкновений. Это будет включать в себя обучение модели для обеспечения большей специфичности с точки зрения высоты. Команда также рассматривает возможность добавления к данным большего и разных потенциальных факторов миграции, чтобы сделать их более точными.
По словам Питера Марра, директора Смитсоновского центра перелетных птиц, возможность видеть птиц, перемещающихся по США в таких масштабах, - «очень мощная вещь».
Поскольку эта модель помогает ученым понять, как погода влияет на характер миграции, она может помочь им предсказать влияние изменения климата на дикую природу, говорит Марра.
«Прежде чем мы сможем понять, как предсказать, как животные изменятся в ответ на изменение климата, мы должны понять, как животные реагируют на погоду в целом», - говорит он. «Так что это действительно важный первый шаг».
Радары наблюдения за погодой измеряют не только осадки (желтые и красные), но и огромный объем перелетных птиц, летящих на закате (круговые подписи синего и зеленого). (Кайл Дж. Хортон) Прямо сейчас публика может увидеть карты миграции птиц в действии на веб-сайте Cornell's Birdcast. На сайте представлены как трехдневные предварительные прогнозы, так и перемещения птиц в США в режиме реального времени, обновляемые каждые шесть часов.
Хотя Ван Дорен сейчас находится в Великобритании, он был в Нью-Йорке на этой неделе, помогая контролировать 11 сентября Дань света, ежегодный мемориал, в котором две ослепительные колонны света стоят за разрушенные башни-близнецы. Колонны настолько мощные, что их можно увидеть из нескольких состояний вокруг, и эта яркость может создать проблему для мигрирующих птиц, которые могут дезориентироваться и сбиться с курса. В нью-йоркском городе Одюбон было разработано решение, предусматривающее привлечение обученных добровольцев для наблюдения за плотностью птиц, летящих сквозь лучи света. Если плотность станет слишком высокой, организаторы дани выключат свет на достаточно долго, чтобы птицы могли рассеяться.
К счастью, говорит Ван Дорен, дань в этом году оказалась ночью с низким уровнем миграции, поэтому организаторам не пришлось много мешать. Он надеется, что его работа поможет другим людям и организациям стать такими же осведомленными о птицах.
«Птицы действительно связывают людей, и они соединяют континенты», - говорит Ван Дорен. «Сохранение мигрирующих птиц - это действительно усилие, которое требует сотрудничества людей во всем мире».
